Selon la théorie de la relativité, l'univers ou l'espace-temps est décrit comme une variété riemannienne structurée par une unique métrique gμν, solution de l'équation de champ d'Einstein qui est une équation tensorielle reliant la courbure de l'espace-temps à la distribution de matière et d'énergie.
En effet, les méthodes euclidiennes ne peuvent pas être directement appliquées à une variété riemannienne car il n'y a pas de notion de distance absolue sur une variété riemannienne. Le principal outil différentiel utilisé pour étudier les propriétés de ces espaces est justement la métrique riemannienne car elle permet de mesurer la distance infinitésimale entre deux vecteurs tangent à la variété en chaque point. Pour calculer la distance entre 2 points sur une variété riemannienne, il faut donc prendre en compte la métrique locale autour de ces points qui peut varier d'un point à l'autre car elle dépend de la courbure locale de la variété. Ça signifie que la distance entre 2 points peut varier d'un point à l'autre sur la variété ce qui n’est pas le cas d’un plan par exemple dans un espace euclidien où la distance entre 2 points est constante et ne dépend pas du point choisi.
Il en découle ensuite la solution géométrique à cette équation de champ établie par Schwarzschild comme un couple de métriques décrivant les géodésiques parcourant l'espace-temps intérieur et extérieur d'une sphère rempli d'un fluide incompressible représentant une étoile à neutron de densité constante courbant l'espace-temps qu'elle occupe.
En 1960 Martin Kruskal publie dans le journal Physical Review un article intitulé «Maximum extension of Schwarzschild metric» :
La solution géométrique choisie par Krustal décrivant l'espace-temps extérieur est une hypersurface de Flamm à 4 dimensions (r,t,θ,φ) dont la métrique classique est la suivante (notons qu'il a choisi r comme distance radiale) :
Ignorant l'existence d'une 2ème solution géométrique publiée dans un second article par Schwarzschild décrivant les géodésiques parcourant l'espace-temps intérieur d'une étoile à neutron effondrée sur elle même qu'il représente sous forme d'une portion sphérique de densité constante, complétant la solution géométrique non contractile publiée dans son premier article 2 mois plus tôt, Matrin Kruskal décide de rendre cette hypersurface contractile en la prolongeant sous le rayon de Schwarzschild jusqu'à une singularité centrale (sous "l'horizon des évènements") donnant ainsi une nouvelle définition tout à fait singulière d'une hypersurface de Flamm :
En effet, il devait trouver un moyen de pénétrer la sphère de Schwarzshild ("trou noir") avec une métrique ds²>0 mais comment ?
En partant de l'expression de la métrique extérieure de Schwarzshild :
Donc la vitesse d'un photon :
dr/dt = c pour r->∞
dr/dt = 0 pour r=Rs
Krustal prétend alors que pour r<Rs on tendra vers la singularité centrale du trou noir mais géométriquement en dehors de l'hypersurface de Flamm ce qui est absurbe!
John Wheeler apportera alors la solution à ce paradoxe en 1960.
En effet, pour les photons parcourant des géodésiques à l'intérieur d'un trou noir, ils suivent l'axe du temps t pour r,θ,φ constants : "spacelike curve" :
A l'intérieur du trou noir pour r<Rs => 1-Rs/r < 0 => ds²<0 !
La longueur parcourue devient alors imaginaire pure. On quitte alors une géométrie fondée sur des réels pour passer à une géométrie complexe :
Pour contourner ce problème, la solution proposée a été de parcourir les géodésiques en suivant le rayon r : "timelike curve".
En effet dans ce cas pour t,θ,φ constants :
=> A l'intérieur du trou noir pour r<Rs => ds² > 0
=> La longueur devient alors réelle et le temps t imaginaire pur.
=> John Wheeler a donc proposé de réinterpréter r comme un marqueur temporel et t comme un marqueur radial pour tout évènement à l'intérieur de la sphère de Schwarzshild pour r<Rs !
NB : John Wheeler s'est en fait basé sur la mauvaise interprétation physique de Tolman / Oppenheimer de la solution extérieure de Schwarzshild en 1939 où la contrainte R>Rs n'a pas été prise en compte.
R étant une grandeur intermédiaire telle que l’avait définie Karl Schwarzschild en 1916 dans sa solution non linéaire de l'équation de champ d'Einstein (c ayant été fixé à 1). En effet, il a utilisé une grandeur intermédiaire car Einstein a utilisé des variables d'espace différentes pour établir la solution approchée de son équation de champ permettant de calculer l'avance du périphélie de Mercure le 18 novembre 1915 :
Il est très important de noter que la grandeur intermédiaire R utilisée par Schwarzshild est un marqueur d'espace permettant de repérer un point sur l'hypersurface et non une coordonnée ou une distance radiale mesurant un rayon à partir de l'origine d'un repère. Or, elle a été remplacée par la lettre r considérée dès lors comme une distance radiale, susceptible de prendre toutes les valeurs positives jusqu’à zéro :
Cependant, on peut considérer que l'expression classiquement utilisée de la solution extérieure de Schwarzshild (avec r) tend vers l'expression originale (avec R) uniquement pour les systèmes stationnaires tel que le système solaire.
En effet, pour le cas du calcul de l’avance du périhélie de Mercure, R -> r car le rayon de Schwarzschild du soleil est très petit par rapport à son propre rayon (3 km), il est donc négligeable par rapport à la grandeur r permettant de repérer une particule sur l’hypersurface de Flamm décrivant les objets à l’extérieur de l’étoile. En revanche, ça n’est plus du tout le cas pour l'espace extérieur courbé par des étoiles à neutron. Mais à l’époque, qui aurait pu imaginer que cette solution aurait trouvé une application pour de tels objets.
Suivant la condition imposée par Schwarzschild, pour que r soit réel, il faut que les grandeurs x y et z soient positives :
Donc si l’on considère la métrique extérieure de Schwarzschild sous cette forme :
Si R < α alors on se retrouve géométriquement en dehors de l’hypersurface de Flamm, autrement dit, à l’intérieur de la sphère de Schwarzshild qui est une sphère de gorge imaginaire d’aire 4 π α² à l’intérieur de laquelle on peut trouver une singularité imaginaire.
NB : Bien que K. Schwarzshild ait imposé une contrainte sur les variables x,y,z en les définissant comme réels purs, il y a bien un physicien qui a tenté de donner un sens analytique à la solution de l'équation d'Einstein dans le vide pour r négatif (x,y,z complexes). En effet, Christian Corda a publié un article en 2011 intitulé A clarification on the debate on “the original Schwarzschild solution” où il justifie son approche d'intégration de ces grandeurs imaginaires pures par le principe mathématique de covariance générale.
Considérons à présent l'hypersurface à 3 dimensions basée sur la métrique extérieure à 4 dimensions de Schwarzshild :
R -> ∞ :
La métrique décrit un espace euclidien en coordonnées polaire c'est-à dire sans courbure de l'espace, ce qui est normal dans un espace vide :
La métrique équivalente en 4 dimensions de la relativité restreinte dans un espace de Minkowski à savoir l'application de la relativité générale dans une portion d'espace vide (sans matière), c'est la métrique de Lorentz :
Donc pour que la solution extérieure de Schwarzshild ait une signification physique, il faut qu'elle puisse avoir une métrique de Lorentz à l'infini :
Si on considère cette fois-ci la métrique de Schwarzshild telle que Corda aurait dû l'écrire dans son article avec les coordonnées r,t,θ,φ :
Si on fait tendre r vers l'infini, ce qui revient à considérer α négligeable par rapport à r :
On obtient bien la métrique de Lorentz :
Finalement, la solution classique de Schwarzshild basée sur la grandeur r a quand même été utilisée pour décrire un "trou noir" censé résulter de l'implosion d'étoiles massives sur leur noyau de fer. Avant que cet évènement ne se produise, la géomètrie créée par cette étoile massive repose sur un couple de métrique intérieure (Schwarzschild février 1916), raccordé à une métrique extérieure (Schwarzschild janvier 1916) formant une solution complète cohérente. Lorsque cette implosion a lieu, la pression et la vitesse de la lumière deviennent infinies au centre de l'objet marquant alors une "criticité physique" avant que la "criticité géométrique" ne se manifeste.
En effet, considérons la métrique décrivant la géomérie à l'intérieur d'un astre de densité constante publiée par Schwarzschild en février 1916 :
Rn = Rayon de l'étoile
R̂ = Constante de l'étoile fonction de sa densité = √3c²/(8πGρ)
K. Schwarzshild constate 2 états critiques de l'étoile :
Une criticité physique constatée à mesure que l'on se rapproche du centre de l'étoile, sa pression augmente au fur et à mesure jusqu'à devenir infinie lorsque sa masse devient critique. Cette criticité est atteinte lorsque le rayon de l'étoile Rn dépasse le rayon critique de √(8/9) R̂
En effet, la variable de pression ρo+p (ρo étant la densité constante de l'étoile) augmente proportionnellement à la vitesse de la lumière jusqu'au centre de la sphère (χ=0) où la vitesse de la lumière et la pression deviennent infinies pour cos(χa) = 1/3 !
En effet, la pression et la vitesse de la lumière dans la sphère sont données par les expressions suivantes :
La vitesse de la lumière varie de 1/cos(χa) depuis la surface (χ=χa) à 2/(3cos(χa)-1) au centre de la sphère (χ=0) et la pression varie de ρo depuis la surface (χ=χa) à 2cos(χa)/(3cos(χa)-1)]^2 au centre de la sphère (χ=0). Pour ce que cette pression n'explose pas à l'infini au centre de l'étoile, il faut que cos(χa) > 1/3 donc son rayon Ra doit satisfaire la condition suivante :
Une criticité géométrique lorsque le rayon de l'étoile devient égale à la fois à R̂ (constant puisqu'il correspond à la densité volumique constante de l'étoile) et au rayon de Schwarzshild Rs non négligeable pour le cas des étoiles à neutron. Voici la construction topologique établie par Schwarzshild raccordant la géométrie intérieure et extérieure de l'étoile avant la criticité (Voir l'article sur l'équation de champ d'Einstein) :
Sur plus de 200 milliards d'étoiles dans notre galaxie, plusieurs étoiles à neutron peuvent voir leur masse alimentée via des vents stellaires par d'autres étoiles proches et plus massives (30 masses solaires ou plus) et s'accroître à densité constante (R̂ constant) jusqu'à atteindre sa criticité (2,5 à 3 masses solaires). Voici l'évolution de sa topologie jusqu'à la double criticité géométrique :
On peut remarquer que Rs augmente plus vite que le rayon de l'étoile. Ceci étant dû au fait qu'il s'accroît comme la masse, donc comme le cube du rayon de l’étoile suivant la relation suivante :
NB : Dans la métrique extérieure, la présence du terme −dR^2/(1−Rs/R) évoque déjà la possibilité d'une criticité géométrique lorsque R=Rs et la présence du terme −dR^2/(1−Rs/R̂) dans la métrique intérieure met aussi en évidence cette même criticité lorsque R=R̂. Par conséquent, la solution géométrique complète de Schwarzshild met en évidence une double criticité géométrique lorsque R=Rs=R̂
Or les cosmologistes de l'après-guerre n'ont jamais envisagé une interprétation topologique des solutions de l'équation de champ d'Einstein. Ils sont restés fixés sur la supposée contractibilité de l'espace en tout point opérant une extension de la solution extérieure de Schwarzshild dans le domaine des complexes par le jeu du calcul algébrique. En effet, l’intégration de la longueur selon une géodésique prolongée jusqu’en r = 0 donne une valeur bien réelle mais elle devient imaginaire pure dans la portion d'espace-temps considérée (r<Rs).
Considérons l'étude publiée dans l'ouvrage "The Mathematical Theory of Black Holes" par S. Chandrasekhar en 1983 qui lui a valu le prix nobel de Physique la même année. On y trouve justement des tracés de ces prétendues géodésiques spiralant jusqu’au centre géométrique :
On peut voir en légende de sa figure 7a qu’il traduit sa géodésique comme étant « time like » (« du genre temps »).
Plus loin dans l’ouvrage, on trouvera ce que Chandrasekhar considère comme étant le Lagrangien de la solution extérieure de Schwarzschild :
Or il aurait dû l'écrire selon l'expression courante de la métrique extérieure de Schwarzshild :
Néanmoins, les deux expressions aboutissent à des longueurs parcourues qui sont imaginaires pures puisque la métrique extérieure de Schwarzshild détermine les solutions de l'équation d'Einstein dans le vide à savoir, les longueurs parcourures le long d'une hypersurface de Flamm pour une grandeur intermédiaire R ≥ Rs avec R = (r³+Rs³)⅓.
Cette situation aurait été évitée si le calcul des géodésiques avait été réalisé suivant la véritable solution extérieure de Schwarzschild basée sur sa grandeur intermédiaire R.
On aurait alors 3 méthodes possibles de résolution de l'équation de champ d'Einstein dans le vide :
En suivant une ligne d'univers à savoir la trajectoire d'un objet de l'espace-temps (x,y,z,t) avec son temps propre qui est le temps mesuré par un observateur associé à cet objet
Considérer l'immobilité : Le temps vécu par un observateur immobile pour θ, φ, s constants soit dθ = dφ = ds² = 0
Déplacement uniquement dans l'espace (à temps fixe) : "s" sera alors la longueur qui permettra d'apprécier la topologie mathématique de l'objet
Considérons la véritable solution extérieure de Schwarzshild :
Posons c = 1 :
Remplaçons la grandeur intermédiaire R par (r³+α³)⅓ et posons u = r³ + α³ :
dR = r² (r³ + α³)-⅔ dr
On arrive alors cette expression :
Soit le véritable Lagrangien qui n'engendre aucune géodésique en spirale contractile tendant vers une singularité géométrique :
On peut même aller plus loin en calculant son déterminant pour obtenir la longueur entre 2 points de l'espace-temps (r,t,θ,φ) :
g = 0 pour r = 0 => D'un point de vue géométrique, cette métrique ne correspond pas à une variété riemannienne. Il s'agit d'un Orbifold à savoir une variété non riemannienne décrivant une région singulière non orientable d'un espace. En effet, on ne peut pas y définir de coordonnées gaussiennes (r,θ,φ) en tout point étant donné que l'espace ne peut être orienté pour r = 0. Par opposition à un Manifold qui est une variété riemannienne décrivant un espace structuré par une métrique dont le déterminant en tout point n'est jamais nul.
Mais alors quid de la géométrie décrite par la métrique de Schwarzshild sans considérer le temps (t constant) :
Pour r = 0, on obtient une métrique décrivant une famille de sphère imbriquées d'aire minimale :
On peut donc en déduire que l'hypersurface minimale de la métrique extérieure de Schwarzshild est non contractile pour x, y, z, t = 0 avec r = √(x² + y² + z²). Elle s'arrête à une sphère de gorge d'aire 4 π α² à l'intérieure de laquelle on ne peut définir de coordonnées gaussiennes et qui n'a donc aucune singularité centrale. Elle ne possède donc pas de rayon puisqu'elle n'a pas de centre.
En effet, l'hypersurface décrite par la métrique extérieure de Schwarzshild n'est orientable qu'à partir de sa sphère de gorge (R>α), où on peut appliquer une décalcomanie de longueur R le long de ses géodésiques. On dit qu'elle est orbifold c'est à dire qu'une énantiomorphie apparaît lorsqu'on la parcourt au delà de sa sphère de gorge comme illustré. Quand une particule témoin traverse la sphère de gorge par decalcomanie de longueur R (cercle de gorge en 2D), sa géodésique s’inscrit alors en tireté.
Quel est donc le corollaire de cette démonstration ?
r n'est pas une distance radiale et que x,y,z,t ne sont que de simples nombres ne définissant en aucun cas des coordonnées ou des longueurs. Il s'agit simplement de paramètres permettant de repérer des points sur l'hypersurface de Flamm. x,y,z sont des marqueurs d'espace et t est un marqueur de temps. En effet, une hypersurface ou une surface n'est définie que par son réseau de géodésiques, la métrique ou la longueur "s" mesurée le long de ses géodésiques et sa topologie.
En ayant négligé toutes ces précautions géométriques et topologiques, les cosmologistes adeptes de la théorie des trous noirs comme S. Chandrasekhar ont considéré r comme une distance radiale, t comme le temps et x,y,z comme des coordonnées spatiales, c’est à dire un choix des coordonnées d’espace et de temps, où les géodésiques présentent une discontinuité à la traversée de la sphère de Schwarzschild en même temps que s’opère un basculement de 90° du cône de lumière, ce qui a amené Wheeler, Thorne et Misner à cette conclusion abracadabrante selon laquelle « à l’intérieur de la sphère de Schwarzschild r devient une coordonnée de temps et t une coordonnée d’espace ». Ceci est illustré par la figure suivante :
En effet, revenons à la métrique de Schwarzshild exprimée avec les coordonnées classiques par les théoriciens des trous noirs :
Les photons suivent par définition des géodésiques de longueur minimale que l'on considère comme nulle car leur distance parcourue entre 2 points de l'espace-temps est minimale selon la relativité générale dans le cas limite où la vitesse de la particule est égale à celle de la lumière soit ds² = 0 :
Considérons ensuite leur trajectoire comme radiale donc dθ = dφ = 0, on obtient alors à l'extérieur du trou noir une vitesse des photons pour r ≥ Rs :
A l'extérieur du trou noir, on peut observer une ouverture de plus en plus prononcée du cône de lumière à mesure que l'on s'éloigne du rayon de Schwarzshild ce qui implique donc une vitesse qui tend vers celle de la lumière.
Entrons à présent à l'intérieur du trou noir, on peut observer que le cône de lumière bascule de π/2 induisant donc une commutation des coordonnées de temps et d'espace. Le cône de lumière s'ouvre complètement près de la sphère de Schwarzshild pour donner un disque et une vitesse de la lumière se mesurant en s/m qui devient infini. On peut mesurer un temps parcouru se rapprochant ou quittant la singuralité centrale égal à Rs et une vitesse qui tend vers 0.
Entre les 2, on peut observer une discontinuité temporelle des photons sortant du trou noir marquant un changement brutale de leur vitesse passant de +∞ à 0
Conclusion :
Si on considère l’univers comme une unique variété riemannienne bi-métrique, à savoir une hypersurface à 4 dimensions constituée de 2 couches repliées l’une sur l’autre et constituées chacune de son propre référentiel en symétrie CPT c’est-à-dire avec des paramètres physiques symétriques tels que la charge, la parité et le temps mais en opposition et ne pouvant interagir que par effet gravitationnel. Le premier référentiel étant quadrillée avec une certaine unité de longueur donnant une métrique parcourue par de la matière d'énergie et de masse positives entre deux points de cet espace-temps à une vitesse c limitée par la théorie de la relativité restreinte. Et, sa contrepartie repliée par-dessus mais quadrillée selon une unité de longueur 100 fois plus courte et une vitesse 10 fois plus élevée pour de la matière d'énergie et de masse négatives (les photons évoluant dans les mêmes proportions). Nous pouvons conjecturer selon ce modèle cosmologique que le « trou noir » peut être décrit mathématiquement comme un passage depuis le premier référentiel vers le second en opposition. Pa exemple, si on considère une particule de masse m suivant une géodésique sur cette hypersurface à 4 dimensions, elle verra alors sa masse s’inverser en -m à proximité du « trou noir » puis être rejetée dans le second référentiel suivant un facteur d’échelle et de vitesse 1000 fois supérieur (Modern Physics Letters A). En effet, comme nous avons pu le démontrer, un « trou noir » selon son modèle actuel fondé par John Wheeler n’a pas d’existence propre mathématiquement sous le rayon de Schwarzshild selon sa métrique extérieure (R<Rs) puisqu’il s’agit d’un Orbifold à savoir une région singulière de l’espace-temps non orientable, une sphère de gorge à l’intérieur de laquelle on ne peut y définir de coordonnées gaussienne, étant donné que le déterminant de sa métrique est nulle « en tout point » puisqu’elle ne fait pas parti de la variété définie selon cette même métrique (R>Rs).
La construction du modèle des trous noirs s’est fondée exclusivement sur une partie de la solution de Karl Schwarzschild décrivant la géométrie extérieure d’une étoile de densité constante à travers son premier article. Le second article paru 2 mois plus tard décrivant la géométrie à l’intérieur de l’étoile a tout simplement été ignoré alors qu’il faisait dès cette époque état d’une criticité physique survenant avant que la masse correspondant à la classique criticité géométrique n’apparaisse. Ceci pouvant s’expliquer par le fait que la première traduction en langue anglaise de ce second article n’est apparue qu’en 1999. Beaucoup de cosmologistes en ignorent peut-être même aujourd’hui la simple existence. On a pu démontrer que ce modèle fondé exclusivement sur la solution extérieure de Schwarzschild (et plus tard de Kerr) comportait de nombreuses lacunes sur le plan mathématique et physique conduisant à bâtir une géométrie hypothétique autour d’une « singularité centrale ». Or, lorsqu’on part d’une solution géométrique complète à l’équation de champ d’Einstein basée sur le couple de métriques de Schwarzschild décrivant les géodésiques parcourant l’espace-temps intérieur et extérieur d’une étoile, nous constatons qu'une criticité physique apparaît avant sa criticité géométrique. En effet, elle se manifeste dans une région singulière proche du centre de l'étoile où la vitesse de la lumière et la pression deviennent infinie induisant une inversion de la coordonnées de temps et donc de celle de l'énergie et de la masse des particules impliquées (Voir la théorie des groupes dynamiques) donnant naissance non pas à un trou noir mais à une étoile à neutron sous-critique. Cette région non orientable porte le nom d'Orbifold car le déterminant de sa métrique est nul. Par conséquent, l'introduction de masses négatives dans le modèle cosmologique actuel fondé sur l'équation de champ de la relativité générale ne pouvant être considérée à cause du paradoxe lié au phénomène runaway et de la violation des principes d'équivalence et d'action-réaction, il faut établir un nouveau modèle.
Dernières observations
Les images des deux objets hypermassifs situés au centre des galaxies M87 et de la Voie Lactée ont suscité un grand intérêt médiatique en étant immédiatement qualifiées de « premières images de trous noirs géants ». Ces images ont été publiées dans le prestigieux Astrophysical Journal (M87 et Sagittarius A au centre de la Voie lactée). En dessous, une barre relie la nuance chromatique à ce qui est appelé la « température de brillance »:
En 2019, la première image de l'objet au centre de la galaxie M87 a été publiée, montrant des températures de brillance minimales de 1,8 milliard de degrés et maximales de 5,7 milliards de degrés, avec un rapport proche de 3. Trois ans plus tard, en 2022, une seconde image a été publiée, montrant des températures minimales de 4 milliards de degrés et maximales de 12 milliards de degrés, avec un rapport également proche de 3. Les scientifiques ont expliqué que la partie centrale non émissive de l'image était due à la lumière émanant d'un disque de gaz chaud orbitant autour du trou noir.
L’identification de la nature d’un phénomène ou d’un objet s'effectue toujours par une interprétation des données observationnelles effectuée à travers un modèle. S’agissant de la vitesse, la méthode utilisée pour la mesurer se base sur l’effet Doppler relativiste. Ces mesures de vitesse ont permis de déterminer les trajectoires d'étoiles orbitant autour du centre de notre galaxie.
Une trajectoire attire notre attention parmi l'ensemble des astres orbitant autour du centre de notre galaxie, c'est l'étoile "S2". Sur 27 années de suivi, il a été possible de calculer et tracer sa trajectoire complète avec une grande précision:
La trajectoire de l'étoile S2 autour d'un objet hypermassif situé au centre de notre galaxie a été observée, avec une période orbitale de 9,9 ans. Cette observation a permis de vérifier les lois de Kepler et la relativité générale. On a estimé que la masse de cet objet était de quatre millions de fois celle du Soleil, mais il n'a pas été possible de déterminer sa localisation précise. Une radiosource appelée SgrA* a été détectée dans cette région, émettant un rayonnement attribué à du gaz chaud mais on a pu constater immédiatement qu'elle ne coïncide pas avec un des foyers de sa trajectoire elliptique.
Les premières images des objets hypermassifs situés au centre des galaxies ont été publiées dans l'Astrophysical Journal, mais ont immédiatement été présentées comme les "premières images de trous noirs géants". Les auteurs de ces articles ont justifié cette conclusion en expliquant qu'aucune autre explication n'avait été avancée. Et si les images montrant la partie centrale n'est pas parfaitement noire, c'est dû à une masse de gaz chaud se trouvant entre l'observateur et le "trou noir".
Or nous avons pu voir dans cette section, qu'une étoile à neutron peut atteindre une criticité dans 2 cas de figure :
D'une manière brutale impliquant l'effondrement soudain d'une étoile supermassive sur son cœur de fer avant de se transformer en supernova.
De manière plus progressive, lorsque l'étoile à neutron subcritique absorbe lentement du gaz émis par une étoile compagne via un "vent stellaire" et voit donc sa masse s'accroître jusqu'à atteindre une masse critique de 2,5 fois la masse solaire.
La particularité d'un tel modèle c'est que l'objet massif doit présenter un rapport de température de brillance de de 3 (Temperature max et min):
L'assombrissement de la partie centrale de l'image d'un "trou noir géant" est dû à l'effet de redshift gravitationnel, qui ralentit le temps près de leur horizon. Cela a déjà été vérifié autour d'une masse aussi faible que celle de la Terre (voir la section relative à la relativité). Cependant, les objets hypermassifs situés au centre des galaxies M87 et de la Voie lactée ne sont pas des étoiles à neutrons géantes, mais plutôt des reliquats de quasars, inactifs dans le cas de la Voie lactée, et un quasar évident avec deux jets diamétralement opposés dans le cas de M87:
Les jets très fins et collimatés observés dans le voisinage des objets hypermassifs indiquent la présence d'un fort champ magnétique qui s'oppose à l'implosion de l'objet grâce à une intense pression magnétique qui s'oppose à la gravitation. Ces objets, comme les étoiles à neutrons de masse maximale, sont subcritiques, ce qui entraîne un effet de redshift gravitationnel limité à 3. Cela suggère que ces objets sont des reliquats de quasars inactifs, plutôt que des étoiles à neutrons géantes.
En science, lorsqu'une observation ne correspond pas à la théorie, on remet en question la théorie. Cependant, dans ce très récent article publié dans la revue Astrophysical Journal, les chercheurs ont modifié les observations pour les faire correspondre à la théorie dominante sur les trous noirs. Ils ont généré des images de synthèse de trous noirs en jouant avec différents paramètres tels que la masse, le moment cinétique ... et en sélectionnant celle qui correspondait le mieux aux données observées, à l'aide du logiciel PRIMO:
Le résultat a été une confirmation de la théorie, mais cela soulève des questions sur la rigueur scientifique et l'objectivité de la recherche.
Références :